Приветствую вас!
Сегодня мы продолжим разговор о космической программе США - "Аполлон". Разговор пойдет об одном из серии самых ранних испытательных полетов, которые были проведены задолго до первых полетов с экипажем.
Первый испытательный орбитальный полет A-101 по программе «Аполлон» , был успешно запущен 28 мая 1964 в рамках опытного полета ракеты «Сатурн-1» SA-6.
Целью второго испытательного полета A-102, который состоялся 18 сентября 1964 года, были аналогичны целям предыдущего полета: продемонстрировать совместимость между космическим кораблем «Аполлон» и ракетой-носителем «Сатурн-1», а также проверить конструкцию космического корабля во время его запуска и вывода на орбиту.
Как и в более ранних испытательных полетах A-101 и A-102, полезная нагрузка командно-служебного модуля (CSM) «Аполлон» для третьего испытательного полета «Аполлон A-103» состояла из шаблонного макета космического корабля, который имел обозначение BP-16. Как уже было сказано в предыдущих статьях об испытательных полетах по программе «Аполлон» - шаблонные макеты имитировали массу, форму и динамические свойства реальных летных моделей, но в остальном несли только системы и приборы, необходимые для проводимых испытаний.
Шаблонный макет BP-16 представлял собой алюминиевую конструкцию высотой 6,6 метра с максимальным диаметром 3,9 метра и общей массой около 4500 килограммов. Наверху макета корабля находилась система аварийного спасения (LES) высотой 7,7 метра, которая должна была сбрасываться во время полета, как это бы происходило во время пилотируемого полета. Макет был оснащен различными датчиками, для измерения и передачи 179 различных параметров во время старта, и во время орбитального полета, пока бы его батареи не разрядились. Как и в предыдущих испытательных полетах «Аполлон A-101» и «A-102, не будет предпринято никаких попыток вернуть капсулу корабля с орбиты.
Однако в отличие от более ранних орбитальных испытательных полетов, в этом полете имелась научная полезная нагрузка. Космический аппарат, первоначально обозначенный как «Пегас-A», располагался внутри полой внутренней части служебного модуля BP-16.
Разработка космического аппарата «Пегас» началась в феврале 1963 года под руководством Центра космических полетов им. Маршалла (MSFC) НАСА, а в качестве генерального подрядчика был выбран Авиационно-ракетный отдел корпорации Fairchild-Hiller. Целью программы в серии из трех спутников было изучение и более точная оценка опасности от микрометеоритов массой от 10 -5 до 10 -3 грамм.
1450-килограммовый космический аппарат «Пегас» состоял из коробчатой платформы, внутри которой размещались все системы связи, питания и управления, а также набор небольших солнечных панелей для подзарядки батарей, питавших системы космического аппарата. По бокам платформы располагалась два развертываемых крыла шириной 4,3 метра и общим размахом в 29,3 метра. Каждое крыло состояло из семи шарнирных рам из алюминиевого сплава, которые удерживали в общей сложности 208 сенсорных панелей.
Каждая панель размером 0,5 на 1 метр состояла из различных слоев, и действовала как гигантский конденсатор. Внешний слой представлял собой тонкий лист алюминия, а под ним располагался лист майлара действующий как диэлектрик, который был покрыт тонким слоем меди. Эти листы были установлены на слое из пенопласта, который обеспечивал жесткость. Листы алюминия детекторных панелей имели толщину от 0,04; 0,2 и 0,4 миллиметра для измерения энергии удара микрометеоритов разного размера. Микрометеорит, проникающий в алюминиевый лист, на короткое время закорачивал и разряжал конденсатор. Этот факт обнаруживался и регистрировался бортовой электроникой космического аппарата и данные передавались на наземные станции слежения. Общая площадь панелей детекторов составляла 214 квадратных метров, что в 80 раз больше площади детекторов более ранних спутников НАСА «Эксплорер-16» и «23», которые были предназначены для изучения микрометеоритов.
Во время запуска на орбиту крылья, удерживающие панели детекторов, были сложены по бокам платформы.
Ракета «Сатурн-1» должна была вывести макет командно-служебного модуля «Аполлон» и космический аппарат «Пегас» на орбиту размером 499 на 748 километров, с наклонением в 31,7° и периодом обращения в 97 минут. Через три минуты после выхода на орбиту должен был сработать пружинный механизм, чтобы аккуратно отделить CSM BP-16, чтобы он не мешал полету миссии «Пегас». Примерно через минуту должны были быть активированы электродвигатели, чтобы развернуть огромные сенсорные крылья в течение примерно 40 секунд.
Аппарат «Пегас-1» оставался прикрепленным к отработавшей второй ступени своей ракеты-носителя «Сатурн-1». Поскольку активной системы управления ориентацией не было, датчики Солнца и Земли будут предоставлять информацию об ориентации медленно вращающегося космического аппарата. Общая масса спутника, вместе с отработанной ступенью ракеты составляла 10 400 килограмм.
Руководители программы надеялись, что «Пегас-1» проработает на орбите один год, однако должностные лица НАСА не хотели освещать его полет публично, поскольку это был первый спутник в серии. Опыт полета аппарата «Пегас-1 позволит внести изменения в последующие спутники серии, чтобы повысить их шансы на достижение цели программы.
Ракетой-носителем для миссии A-103 была Сатурн-1» Block II , которая имела обозначение SA-9. Это был восьмой испытательный полет ракеты по программе «Сатурн-1» и четвертый полет на околоземную орбиту. Ракета «Сатурн-1» была разработана для НАСА в MSFC в Хантсвилле, штат Алабама, командой во главе со знаменитым немецко-американским ракетчиком Вернером фон Брауном. Запущенный вне очереди перед испытательным полетом SA-8, полет SA-9 был четвертым полетом улучшенной модели ракеты «Сатурн-2» Block II.
Ее первая ступень имела обозначение SI, и была оснащена восемью улучшенными двигателями Rocketdyne H-1, создающими 6700 килоньютон (683 тонн силы) тяги на старте. Полет SA-9 был последним полетом ракеты «Сатурн-1», в которой использовалась первая ступень, собранная на заводе MSFC. В последующем первую ступень производила фирма Chrysler Corporation. Именно задержка с окончательной сборкой и испытаниями ступени произведенной Chrysler, привела к тому, что испытательный полет SA-9 состоялся до полета SA-8.
Вторая ступень ракеты S-IV производилась компанией Douglas Aircraft Company. На ступени было установлено шесть двигателей RL-10 на водородном топливе, которые создавали 400 килоньютон (41 тонн силы) тяги. Ступень S-IV, использовавшаяся в полете SA-9, включала в себя модифицированную вспомогательную систему вентиляции. Даже с рядом модификаций более ранние ступени S-IV имели тенденцию увеличивать свою скорость вращения и кувыркаться на орбите, поскольку на орбите, сбрасывалось около 320 килограмм остаточного криогенного топлива.
Поскольку чрезмерная скорость вращения могла повредить орбитальный аппарат «Пегас» и его развернутые панели, новая система вентиляции была разработана для поддержания низкой скорости вращения. На этой ступени также использовалась новая краска для улучшения ее тепловых свойств. Аппарат «Пегас-1» останется прикрепленным к ступени во время всей миссии.
На вершине второй ступени находился новый приборный блок (IU), который управлял ракетой во время полета. Этот новый приборный блок имел массу около 1200 килограммов, что почти на 1300 килограммов легче, чем блок, использовавшийся в полете SA-7. Этот более легкий приборный блок и другие изменения были сделаны для того, чтобы успешно выполнить миссию космического аппарата «Пегас». Ракета-носитель «Сатурн-1» с ее полезной нагрузкой имела высоту 57 метров при стартовой массе около 508 метрических тонн. Общая орбитальная масса шаблонного макета BP-16 вместе со спутником «Пегас-1», прикрепленным к отработанной ступени S-IV и IU, составляла чуть менее 15 метрических тонн.
«Сатурн-1» SA-9 стартовал со стартового комплекса №37B на мысе Кеннеди 16 февраля 1965 года в 9:37:03 утра по восточному поясному времени после незапланированной задержки в один час и семь минут, вызванной отказом системы питания в компьютере безопасности.
Ракета успешно вывела свою полезную нагрузку на орбиту параметром 496 на 745 километров (чуть ниже запланированной). Выполнив свои задачи, шаблонный макет CSM BP-16 отделился. Как и планировалось, «Пегас-1» развернул свои огромные крылья –панели. На четвертом витке телеметрия с аппарата передала первый сигнал от удара микрометеорита. После двух недель на орбите было обнаружено около двух десятков ударов, и к началу мая было зафиксировано уже в общей сложности 70 ударов.
Хотя научные данные передавались, производительность системы была не такой, как изначально планировалось. Ожидалось, что временные короткие замыкания, вызванные попаданием микрометеоритов в панели детектора, «залечатся» сами собой, поскольку фрагменты алюминия, вызывавшие сигнал, сгорят в результате протекания тока. К сожалению, панели замыкались быстрее, чем прогнозировалось, возможно, отчасти из-за нежелательных включений в диэлектрический лист майлара. Некоторые короткие замыкания оказались прерывистыми по своей природе, вызывая ложные сигналы об ударах. Из-за конструкции панелей детектора было невозможно изолировать закороченные панели, что привело к более быстрой, чем ожидалось, потере эффективной площади детектора.
В течение 20 дней после запуска все панели, покрытые алюминием толщиной 0,2 миллиметра, были деактивированы, как и 40% панелей толщиной 0,4 миллиметра. Только панели с более тонкими слоями алюминия толщиной 0,04 миллиметра продолжали передавать полезные данные. Проблемы с датчиками Солнца и Земли также усложнили определение ориентации космического аппарата, необходимой для анализа данных о столкновении.
Были приняты изменения в электропитании панели детектора и логической схеме, а также улучшен контроль качества на панелях, и в системе датчиков ориентации, чтобы избежать проблем в будущих полетах аппаратов «Пегас».
Несмотря на проблемы, «Пегас-1» продолжал передавать полезные данные на Землю, пока не был отключен группой управления 29 августа 1968 года, Он проработал на 2,5 года дольше, чем его изначальный проектный эксплуатационный срок службы в один год. Два последующих спутника «Пегас» были модифицированы, чтобы избежать проблем, с которыми столкнулся первый аппарат.
«Пегас-1» оставался на орбите, пока не вошел в атмосферу Земли 17 сентября 1978 года. Семь лет спустя, 10 июля 1985 года, в атмосферу вошел шаблонный макет командно-служебного модуля «Аполлон» CSM BP-16. Благодаря успешному полету миссий «Аполлон A-103» и «Пегас-1» Соединенные Штаты стали еще на один шаг ближе к цели достижения Луны.
Ну а на сегодня у меня все. Всех с наступающим Новым годом!